[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

实施例涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

在非易失性存储器装置的单元阵列区中可以设置具有存储功能的数据存储图案以及控制其数据存储状态的字线。此外，非易失性存储器装置可以包括用于控制字线的外围电路。外围电路可以包括例如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）结构的晶体管。

发明内容

实施例旨在一种半导体器件，其包括：衬底；第一多晶硅图案，在衬底上；金属图案，在第一多晶硅图案上；以及界面层，在第一多晶硅图案与金属图案之间。该界面层可包括从金属－硅氮氧化物层、金属－硅氧化物层以及金属－硅氮化物层的组中选择的至少之一。

界面层中包括的金属可与构成金属图案的金属相同。

金属图案的晶粒尺寸可等于或大于约200nm，金属图案可具有体心立方结构，以及体心立方结构中的（110）面的表面密度与（200）面的表面密度的比率可等于或大于约200。

该器件可以还包括：第二多晶硅图案，在第一多晶硅图案下面；阻挡绝缘层，在第二多晶硅图案与第一多晶硅图案之间；以及隧道绝缘层，在第二多晶硅图案与衬底之间。

金属图案可至少穿透第一多晶硅图案和阻挡绝缘层，使得金属图案可相邻于第二多晶硅图案，以及界面层可以在第一多晶硅图案的顶表面与金属图案之间，以及在第二多晶硅图案的顶表面与金属图案之间。

该器件可以还包括：非晶层，在第一多晶硅图案的侧壁与金属图案之间，以及非晶层没有被界面层中包括的金属掺杂。

非晶层的宽度可以大于界面层的厚度。

非晶层可包括从硅氮化物层、硅氧化物层以及硅氮氧化物层的组选择的至少之一。

该器件可以还包括：金属硅化物颗粒，在界面层下面，相邻于第一多晶硅图案的顶表面以及第二多晶硅图案的顶表面，金属硅化物颗粒可以是不连续的。

实施例还旨在一种制造半导体器件的方法，该方法包括：在衬底上形成第一多晶硅层；在该第一多晶硅层上形成非晶层；将金属提供到该非晶层中以形成界面层；在该界面层上形成金属层，该金属层由金属制成；以及图案化该金属层、该界面层以及该第一多晶硅层。

该方法可以还包括：在形成金属层之后执行热处理工艺，该热处理工艺可以使界面层中包括的金属与界面层中的非晶材料结合。

将金属提供至非晶层中可包括：将金属元素转换为等离子体状态；以及施加偏压以使等离子体状态下的金属元素透入到非晶层中。

形成非晶层可包括形成硅氧化物层和硅氮化物层的双层，界面层可由金属－硅氮氧化物层形成，以及非晶层中的双层可通过使等离子体状态下的金属元素透入到非晶层中而转换为金属－硅氮氧化物层的单层。

硅氧化物层和硅氮化物层的每个的厚度可在约至约的范围内。

该方法可以还包括：在形成第一多晶硅层之前，在衬底上顺序地形成隧道绝缘层、第二多晶硅层以及阻挡绝缘层；以及在形成非晶层之前，图案化第一多晶硅层和阻挡绝缘层的至少部分，以暴露第二多晶硅层。非晶层的一部分可延伸为覆盖图案化的第一多晶硅层的侧壁以及图案化的阻挡绝缘层的侧壁，非晶层的覆盖该些侧壁的该部分可以不包括金属。

实施例还旨在一种半导体器件，其包括：衬底，具有第一区和第二区；第一下多晶硅图案，在衬底的第一区上；第一阻挡绝缘层，在第一下多晶硅图案上；第一上多晶硅图案，在第一阻挡绝缘层上；以及第一界面层，在第一上多晶硅图案上。第一界面层可包括从金属－硅氮氧化物层、金属－硅氧化物层以及金属－硅氮化物层的组中选择的至少之一。该半导体器件可以还包括：第二下多晶硅图案，在衬底的第二区上；第二阻挡绝缘层，在第二下多晶硅图案上；第二上多晶硅图案，在第二阻挡绝缘层上；以及第二界面层，在第二下多晶硅图案和第二上多晶硅图案上。该第二界面层可包括从金属－硅氮氧化物层、金属－硅氧化物层以及金属－硅氮化物层的组中选择的至少之一。第一上多晶硅图案可以在第一下多晶硅图案与第一界面层的所有部分之间，第二界面层可以包括第一部分和第二部分。第二界面层的第一部分可以在第二上多晶硅图案上，第二界面层的第二部分可以直接在第二下多晶硅图案上。

在第一区上的第一下多晶硅图案、第一阻挡绝缘层、第一上多晶硅图案以及第一界面层可以是存储单元的部分，在第二区上的第二下多晶硅图案、第二阻挡绝缘层、第二上多晶硅图案以及第二界面层可以是非存储单元的部分。